با ورود سیستم های کنترلی هوشمند نظیر Plc و Dcs به صنعت ، نیاز به صفحات گرافیکی مبتنی بر کامپیوتر جهت نظارت بر پروسه شکل گرفت ، بدین ترتیب سیستمی که توانایی نمایش گرافیکی پروسه و اعمال فرمان به سیستم کنترل را داشته باشند ارائه شد .
این سیستم ها به سیستم های hmi معروف شدند و امروزه از طریق آن میتوان علاوه بر نمایش گرافیکی پروسه و دیتاهای فرایند، این دیتاها را نیز ذخیره و آرشیو نمود .
Hmi مخفف human machin interface ( واسط انسان و ماشین ) است که از طریق کنترلر با پروسه در ارتباط میباشد و به وسیله ی نرم افزار مربوطه محیط واسطی را برای نمایش و ثبت اطلاعات محیا میکند .
بدین وسیله با استفاده از hmi میتوان مقادیر مخنلف پروسه را تعریف و وضعیت آنها را بصورت لحظه ای مشاهده و کنترل نمود .
از جمله قابلیت های مهم برخی از سیستم های مانیتورینگ میتوان به موارد زیر اشاره کرد :
- امکان نمایش گرافیکی پروسه و تجهیزات به کار رفته در آن
- امکان نمایش دیتا های مربوط به سنسور ها و فرمان های اعمالی به عملگر ها
- امکان آرشیو سازی مقادیر فرایند و نمایش آنها به صورت منحنی و جدول
- امکان تعریف پیام های آلارم و نمایش و ذخیره سازی آنها
- امکان تعیین کاربران مختلف با سطوح دسترسی متفاوت جهت کار با سیستم مانیتورینگ
- امکان کنترل از راه دور ( از طریق اینترنت )
- امکان پیاده سازی بصورت شبکه ( سرور / کلاینت )
- سهولت پیاده سازی و ارتباط با سیستم کنترل
آرشیو سازی دیتا ها
یکی از قابلیت های مهم در سیستم های مانیتورینگ ، امکان آرشیو گیری دیتاهای پروسه و نمایش آنها در قالب نمودار (Trend) و جدول (Table) می باشد .
در اکثر پروسه هایی که در صنایع مختلف وجود دارد مشاهده دیتاهای سیستم کنترل در قالب جداول و منحنی های گرافیکی بخش مهمی از یک سیستم مانیتورینگ محسوب می شود .
مدیریت و نمایش پیغام ای خطا ( آلارم)
در سیستم ای مانیتورینگ امکان نمایش و ذخیره سازی پیام های مختلف ، متناسب با رخداد های پروسه وجود دارد ، مثلا در صورت بالا رفتن دمای یک تجهیز پیام high temperature یا با پایین آمدن مقدار ارتفاع مایع درون مخزن از حد مجاز ، پیام low level جهت اطلاع اپراتور از وضعیت پیش آمده نمایش داده شود .
گزارش گیری از پروسه
در یک سیستم مانیتورینگ میتوان از دیتاهای پروسه گزارش گیری کرده و مستندات تهیع نمود. بدین منظور میتوان صفحاتی طراحی کرد که از مقادیر فرایند، خروجی آلارم ها و سایر اطلاعات قسمت های مختلف سیستم مانیتورینگ گزارش تهیه نمود و در قالب فرم های طراحی شده جهت چاپ آن به چاپگر ارسال نمود .
تعیین سطح دسترسی کاربران
گای نیاز است که کاربری برخی از قسمت های سیستم hmi از دسترسی همگان خارج باشد و در صورت نیاز به این دسترسی باید نام کاربری و رمز آن وارد شود .
یکی از قابلیت های مهم در سیستم های مانیتورینگ ، امکان تعیین کاربران مختلف با سطوح دسترسی متفاوت ، جهت دسترسی به سیستم مانیتورینگ است ، بدین صورت که در هر سیستم میتوان چندین کاربر تعریف نمود که هر کدام دارای اختیارات خاصی بوده و اجازه دسترسی به برخی بخش های سیستم را داشته باشند .
میتوان چند کاربر برای یک پروژه مانیتورینگ تعریف نموده که ر کدام دارای Username و Password خاص خودشان باشند ، برای ر کاربر میتوان یک سطح دسترسی تنظیم نمود به گونه ای که کاربر به یک یا چند level دسترسی داشته باشد .
مثلا در یک پروسه صنعتی یک کاربر علاوه بر چک کردن وضعیت دیتاهای پروسه برخی از فرامین کنترلی را نیز بتواند اجرا کند ، کاربر دیگر دارای اختیارات تام باشد و بتواند همه ی فرامین کنترلی و هرگونه تنظیماتی را انجام دهد .
ارتباط سیستم مانیتورینگ با سیستم کنترل
به منظور عملکرد صحیح سیستم مانیتورینگ ، باید ارتباط صحیح بین سیستم کنترل و مانیتورینگ از نظر فیزیکی و هم از نظر نرم افزاری برقرار شود .
برای برقراری ارتباط فیزیکی معمولا از شبکه های صنعتی و برای ارتباط به صورت نرم افزاری از کانال ، واحد کانال ، اتصال و تگ استفاده میگردد .
از پرکاربرد ترین شبکه های صنعتی Profibus و Ethernet هستند .
از استاندارد های RS485 RS232 RS422 نیز جهت ارتباط سیستم hmi با plc و شبکه استفاده میشود .
تنظیم ارتباط hmi با plc به صورت نرمافزاری است ، بسته به نوع hmi و نرم افزار مربوطه پنجره تنظیمات متفاوت خواهد بود .
مشخصات عمومی HMI ها
محل اتصال تغذیه :24 VDC
معمولا بر روی تمامی نمایشگر های صنعتی ترمینال هایی برای اتصال تغذیه تعبیه میشود ولتاژ تغذیه معمولا 24 ولت می باشد.
پورت :USB
اکثر نمایشگر های صنعتی دارای رابط های USB می باشند ؛ توسط این پورت میتوان به تجهیزاتی مانند موس ، صفحه کلید ، فلش و پرینتر متصل شد .
پورت :RS232 , RS422, RS485
به منظور ارتباط با سیستم کنترل ( PLC ) و همچنین قرا گرفتن در شبکه از این پورت ها استفاده میشود .
کارت حافظه :
توسط کارت حافظه میتوان اطلاعات سیستم را ذخیره کرده و یا به یک پنل مشابه دیگر بدون نیاز به کامپیوتر منتقل نمود.
:Dip Switch
جهت تعریف پروتکل ارتباطی یا سایر تنظیمات صفحه پنل از Dip Switch های واقع در پشت صفحه پنل استفاده میشود .
نرم افزار سیستم HMI
هر شرکت سازنده HMI جهت سیستم HMI خود نرم افزار مربوط به آن سیستم را ارائه داده است . به طور کلی میتوان گفت که نحوه ی کار بدین صورت است که ابتدا صفحات گرافیکی رخدادها ، آلارمها و داده هایی که باید آرشیو شوند در محیط نرم افزار طراحی شده و آنها را توسط تگ به آدرسهای PLC متصل میکنند ، سپس به صورت Runtime به PLC متصل شده و دیتا ها برای اوپراتور نمایش داده میشود.
نرم افزار های مانیتورینگ معمولا دارای کتابخانه ای هستند که گرافیک بسیاری از اجزای صنایع مختلف در آن موجود است و کاربر می تواند با توجه به نیاز ، جهت ایجاد صفحات گرافیکی از آن استفاده نماید.
برخی از قابیلیت های نرم افزاری سیستم های HMI
- تهیه نسخه ی پشتیبان از کلیه مقادیر و دیتاها در فرمت های رایج مانند Excel و یا Accsee نسخه پشتیبان تهیه نمود .
- امکان چند زبانه بودن ؛ در یک سیستم HMI میتوان زبان های مختلف را تعریف نمود تا کاربر در صورت نیاز به راحتی توسط یک دکمه بتواند زبان مورد نظرش را انتخاب نماید .
- ذخیره کردن عملکرد هر اوپراتور با ساعت و تاریخ جهت ثبت خطاهای اپراتوری
- شبیه سازی به صورت On line با کامپیوتر یا لپ تاپ بدون نیاز به سیستم HMI ؛ در این حالت بدون نیاز به سیستم HMI میتوان برنامه را داخل PC نوشته و آن را تست نمود.
- پرینت گیری از صفحات HMI
معرفی چند HMI از شرکت های مختلف
SIEMENS (زیمنس)
محصول شرکت SIEMENS آلمان می باشد و سری های HMI آن به شرح زیر است :
TD : Text Display
TD ا جزء نمایشگر های متنی هستند که در پروسه های کوچک استفاده می شوند ، دارای یک LCD کوچک با تعدادی کلید کنترلی هستند ، از انواع آن میتوان به TD200 و TD400C اشاره نمود.
OP : Operator Panel
OP ها پنل های دارای دکمه می باشند که اپراتور با فشردن هر دکمه فرمان مورد نظر را صادر میکند ، قابل اتصال به طیف وسیعی از PLC های شرکت های مختلف است ، همچنین قابلیت اتصال به شبکه های صنعتی Profibus و Ethernet را دارد . از انواع مختلف OP ها میتوان به OP27 و OP177B اشاره نمود.
TP : Touch Panel
این پنل ها به صورت لمسی در اندازه های مختلف می باشند ، از انواع مختلف آن میتوان به TP177A , TP177B, TP277 اشاره نمود.
MP : Multi Panel
این دسته از پنل ها جزء پیشرفته ترین پنل های زیمنس می باشند که دارای ساختار کلیدی و لمسی هستند ، MP ها دارای سیستم عامل ویندوز است و میتوان از آنها در پروسه های بزرگ استفاده نمود.
از انواع مختلف آن میتوان به MP177 , MP277 , MO377 اشاره نمود .
به طور کلی جهت پنل های اپراتوری زیمنس از نرم افزار WinCC flexible استفاده میشود .
DELTA (دلتا)
محصول شرکت DeltaElectronic تایوان می باشد ؛ از انواع آن میتوان به سری DOP-100 و DOP-B اشاره کرد ، نرم افزار مربوطه نیز Screen editor نام دارد .
جهت مشاهده ی تمامی HMI های دلتا از طریق لینک اقدام فرمایید.
(پنل مستر) Panelmaster
HMI های Panelmaster برای شرکت Cermate تایوان میباشد ، از انواع مختلف آن میتوان به PV , PK , PT اشاره نمود ، نرم افزار آن PM Designer نام دارد .
معرفی امکانات و سخت افزار اچ ام آی HMI
- پورت ها و سوکت های اچ ام آی
- روش های مختلف دانلود برنامه
- نحوه ایجاد پروژه جدید
- معرفی ابزارهای کاربردی مورد نیاز
- Button
- Meter
- Indicator
- Display
- Input
- Sampling
- تعریف آلارم و ثبت و نمایش
- تعریف سطح دسترسی های مختلف
- معرفی انواع ماکروها
- حافظه و پارامترهای داخلی اچ ام آی
- اضافه کردن تصویر
- مرتب کردن آیکون ها
- نمایش متن به صورت تابلو روان
گروه مهندسی و بازرگانی پیشگام صنعت مفتخر است جهت تامین تاچ پنل های مورد نیاز در صنعت ، همراه و پشتیبان صنعتگران محترم باشد .